神经元信息传递课件

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神经生物学4神经元的信息传递

Ca2+在突触传递中的作用
Ca2+来源：细胞外Ca2+ 通过前膜电压门控性Ca2+通道（VDCC）进入突触前的轴浆内。 Ca2+内流量，与膜的去极化程度成比例。
Ca2+触发递质释放：突触囊泡的动员、摆渡、着位、融合和出胞等步骤
动员(mobilization) ：Ca2+与轴浆中
calmodulin（CaM）结合形成Ca2+-CaM复合物，激活依赖Ca2+-CaM的蛋白激酶Ⅱ，使突触蛋白发生磷酸化，与细胞骨架丝的结合力减弱，突触囊泡便从骨架丝上游离出来。
Presynaptic vesicles and active zones; postsynaptic receptors
Chemical transmitter Significant:at least 0.3 ms, usually 1- 5 ms or longer
One way
三、非定向突触传递
超极化抑制
1.2 分类：
A、传入侧枝性抑制（Afferent Collateral Inhibition）或称交互抑制，Reciprocal Inhibition
B、回返性抑制（Recurrent Inhibition）
1.3 机制：兴奋抑制性中间神经元→突触后膜超极化（IPSP）
1.4 传入侧支性抑制 (afferent collateral inhibition)
Synapse的分类
• 化学性突触：信息传递的媒介物是神经
递质（90%）
– 定向突触：经典突触 – 非定向突触：
• 电突触：信息传递的媒介物是局部电流。
（﹤10%）
定向突触

神经元之间的联系PPT课件

❖当神经冲动传至末梢时，末梢去极化，末梢的膜的Ca2+ 通道开放，Ca2+ 内流，囊泡中的ACh大量释放。
量子式释放quantum release
据推算，一次AP的到达，能使大约 200～300个囊泡释放出近107个 ACh 分子（一个囊泡约含2000至10000个 ACh 分子）。
一定范围内，ACh的释放量随着Ca2+ 的浓度的提高而增加。Ca2+ 决定囊泡释放的数量
终板电位
介于神经冲动和肌锋电位的中间过程
由Ach作用于终板膜而产生
终板电位特点
分级性（非“全或无”）总和现象电紧张扩布无不应期
研究历程
20 世纪 30 年代后期，在运动终板区记录到肌肉AP之前的一个分级的局部负电变化，终板区以外没有此电位，称为终板电位 (endplate potential，EPP)。
1、神经肌肉接头的结构特征
Structure in Neuromuscular Junction
2、神经-肌肉信息传递的过程和机理 ——电-化学-电信号转换
运动N.F.末梢释放ACh 终板电位和动作电位的产生 ACh的失活
1）运动神经纤维末梢释放Ach ——电-化学转换
1921年，Otton Loewi提出迷走物质； 1929年，等从牛、马脾脏中分离出ACh； 1933年，张锡均等提出ACh可能在冲动通过神经节的正常传递中发挥作用； 1936年，Dale提出ACh与神经-肌肉传递有关，并将其推广至外周神经系统。
肌膜动作电位的产生突触后抑制
post-synaptic inhibition 突触前N元有贮存该物质的囊泡，防止其被破坏；该物质在某一区域有一定数量的存在； 1)局部反射local reflex

神经系统ppt课件

神经元是神经系统的基本单位，它由细胞体、树突和轴突组成。树突是神经元的输入部分，接收来自其他神经元的信号；轴突是神经元的输出部分，将信号传递给其他神经元或效应器。神经元通过突触传递信息，突触是神经元之间信息传递的关键结构。
02
神经系统的结构
神经元的结构与分类
01
神经元是神经系统的基本单位，具有接收、整合、传导和输出信息的功能。
情绪与行为的区别
情绪是心理过程，行为是生理过程；情绪是内在感受，行为是外在表现。
情绪与行为的联系
情绪可以影响行为，行为也可以引发情绪。
05
神经系统疾病与治疗
神经系统疾病的分类与症状
神经系统疾病的分类
根据病变部位、病因和症状，神经系统疾病可分为多种类型，如脑部疾病、脊髓疾病、周围神经疾病等。
神经系统的功能与作用
总结词
神经系统的功能和作用
详细描述
神经系统的主要功能是感知、控制和协调机体的生理活动，包括感觉、运动、情绪、学习和记忆等方面。神经系统通过神经元之间的信息传递，调节机体的各种生理活动，维持内环境的稳定和适应环境的变化。
神经系统的基本单位-神经元
总结词
神经元的结构和功能
详细描述
根据功能的不同，神经纤维可以分为传入纤维和传出纤维。
多个神经纤维聚集在一起形成神经束，神经束之间通过神经纤维相互连接，形成复杂的神经网络。
神经中枢与外周神经系统
神经中枢是指中枢神经系统中的重要组成部分，包括大脑、
小脑、脑干和脊髓等。
外周神经系统则是指中枢神经系统以外的部分，包括脊神经
、脑神经和植物性神经等。
动作电位的传播
神经信号的传递速度
动作电位的传播速度较快，一般在每秒10-100米之间，但受到轴突直径、髓鞘和神经元连接方式等因素的影响。

神经9-生理学课件

Ca2+内流：降低轴浆粘度和消除突触前膜内的负电位
突触小泡中兴奋性递质释放
递质与突触后膜受体结合
突触后膜离子通道开放
Na+(主) K+通透性↑
Na+内流、 K+外流去极化
EPSP
生理教研室 lixu
生理学课件
（2）抑制性突触后电位(IPSP)
突触前轴突末梢的AP Ca2+内流：降低轴浆粘度和消除突触前膜内的负电位突触小泡中抑制性递质释放
NE－－－－－－－－使输精管平滑肌收缩
神经肽Y (NPY)－－－不能直接收缩输精管，但可抑制突触前NE的释放量
生理教研室 lixu
生理学课件
（4）神经调质的概念神经调质的作用是与相应受体结合后，调节
和改变原有的突触传递效能，并不直接引起突触后电位。
神经肽
生理教研室 lixu
生理学课件
2.中枢主要的神经递质
生理教研室 lixu
生理学课件
① 传入侧支性抑制(afferent collateral inhibition)
传入纤维兴奋某一中枢神经元的同时，其侧支兴奋另一抑制性中间神经元，通过抑制性递质转而抑制另一中枢，后者常为功能相反的中枢，故又称交互抑制(reciprocal inhibition)。
AB
A
B
生理教研室 lixu
机制生：理学课件先刺激轴B
轴B兴奋释放递质(GABA)
轴A部分去极化
B
在此基础上再刺激轴A
B
A
轴A产生AP幅度↓
A
轴A Ca2+内流量↓
轴A释放递质量↓ 胞EPSP幅度↓
特征：是去极化抑制。
胞不易总和达到阈电位而兴奋 = 胞抑制

神经系统中信息的传递和调节

当人体运动或处于精神紧张状态时，交感神经兴奋占优势，引起心跳加快、血压增高、血糖上升、胃肠蠕动减慢。
四、神经系统调节各种活动的基本方式——反射
1. 反射的概念：
动物体通过神经系统对外界和内部的各种刺激所产生的反应。
5 1 2
4
2.反射活动的结构基础——反射弧
感受器① 神经中枢③ 传出神经（运动神经）④ 传入神经（感觉神经）②
轴突末梢的膨大部分，里面含有突触小泡，突触小泡里面含有神经递质（如乙酰胆碱或单胺类物质）。
受体突触间隙突触后膜突触前膜
（3）突触的作用机制
兴奋
轴突
突触小体
电信号
突触小泡释放神经递质
化学信号
(Na+内流)后膜的膜电位改变
电信号
神经递质与突触后膜受体结合
突触间隙
导致下一个神经元兴奋或抑制
2、神经和神经纤维
神经纤维：长树突或轴突，及套在外面的髓鞘
传入(感觉)神经中间（联络）神经传出(运动)神经
神经纤维
神经纤维
聚集成束
神经
神经
混合神经
二、信息在神经系统中的传递：
1. 信息在神经元中的传导：
以生物电(神经冲动)形式传导
(1) 静息状态下：(未受刺激时)
+ + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + -

信息在神经元之间的传递

化学信号电信号
麻醉剂：改变细胞膜通透性或与突触的神经递质作用。
电信号
信息在神经元之间的传递
信息在神经元间如何传递
兴奋在神经元之间的传递——突触传递
突触
突触前膜突触后膜
经元间的传递方向
突触前膜
突触后膜
受体
轴突末端时，_________ 突触小体中的一些当神经冲动传导到_____ 突触小泡与 _________ 突触前膜融合， _________ 神经递质被排入 _________
催化降解而失去活性，作用终止。
突触传递特点
化学物质传递的。信息在神经元之间是通过___________ 单向的，即由信息在不同神经元之间的传递是_______ 轴突传向下一个神经元的上一个神经元的 _____ 细胞体或树突。 ______________
电信号
突触间隙，与_________ 突触后膜上的特殊_____ 受体结合后，引 _________ 突触后膜的_______ 膜电位发生变化，兴奋由此传递到下起_________ 一个神经元。神经递质很快就被 _________ 突触间隙的 ____ 酶受体结合的 _________ 与 _____

神经元之间的信息传递

Synaptic transmission at chemical synapses involves several steps
Neurotransmitters act either directly or indirectly on ion channels that regulate current flow in neurons
Electrical Transmission Allows the Rapid and Synchronous Firing of Interconnected Cells
Electrical Synapses Provide Instantaneous Signal Transmission
Electrical Synapses are bidirectional
Ultrastructural components
Agent of transmission Synaptic delay
Direction of transmission
Electrical Synapse
3.5 nm
Yes
Gap-iunction channels Ion current Virtually absent
➢ Releases of Chemical Transmitters from Pre-synaptic Membrane ➢ Chemical Transmitters Bind to Postsynaptic Receptors
Postsynaptic Receptors Gate Ion Channels Either Directly or Indirectly
Return
Fig. 2

神经元间的信息传递(ppt)

2种过程
外部过程: 其它神经元的突触输入
改变启闭钙通道
改变钙通道门控
4种调制靶点
改变K+或Na+内流
作用于Ca2+内流的下游机制
（7）慢传递与快传递
快信息传导：直接产生突触后电位，<1 mS
是突触传递的基本形式
慢信息传导 : 产生一系列生化反应，以秒计
是一种调制机制
二、突触整合（synaptic integration）
特征：大量突触囊泡
（3）突触间隙 (synaptic cleft) 约 20 nm
含电子致密物质
（4）突触后膜（postsynaptic membrane）含多种特异的蛋白质，主要是受体蛋白、通道蛋白，还有一些能分解神经递质使之失活的酶类。
特征：颗粒和细丝
4ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ 突触传递
synaptic transmission ①突触前神经元：电信号－→化学信号 ②突触间隙：化学物质－→突触后神经元 ③突触后神经元：化学信号－→电信号
突触蛋白、突触小泡蛋白、突触结合蛋白、囊泡整合蛋白家族等
②突触前膜蛋白质
突触融合蛋白、突触小体相关蛋白-25、生长相关蛋白-43等
③胞液中的蛋白质
N 乙基马来酰亚胺敏感因子-可溶性NSF 附着蛋白
Synapsin GAP-43 (green)
（6）神经递质突触前释放的调制内在过程: 由静息膜电位或动作电位发放的变化所引起
中科院上海生命科学研究院神经研究所的研究人员发现了大脑皮层维持兴奋和抑制动态平衡的新机制，并画出了一幅大脑皮层“太极图”，这项研究有助于分析癫痫、精神分裂症等神经系统疾病。这一研究成果公布在《公共科学图书馆—生物学》（PLoS Biology）杂志上。

信息如何在神经元之间传递

突触后电位（局部电位）
• 1.兴奋性突触后电位（EPSP） • NA离子通道开放，内流，后膜去极化 2.抑制性突触后电位（IPSP） CL 离子通道开放，内流，后膜超级化（或K 离子外流，NA离子通道关闭）
局部电位是指低于阈电位的电位活动
经典突触传递的特点
• 单向传递 • 时间较久 • 产生局部电位，可叠加产生动作电位、 • 可塑性：突触受已进行过活动的影响而发生效能的改变。如：突触易化，长时程增强（LTP）,长时程增强（LTD），强直后增强(PTP)等
电突触传递
• 1.构成突触的两个神经元的膜紧贴在一起形成的缝隙连接是电突触的结构基础。 • 2.此种结构突触连接处的膜不增厚，突触间隙仅为2～3nm，抗阻很低，邻近突触两侧轴浆内无突触小泡存在，膜上有允许带电离子和局部电流通过的水相蛋白通道。因此电突触无前膜后膜之分，传递一般为双向，而电传递速度快，几乎不存在潜伏期。
一：经典突触传递方式 • 1.突触前过程： • 神经冲动→突触前膜去极化→电压门控Ca2+ 通道开放→膜外Ca2+ 内流→ 胞内Ca2+ 增加→ 囊泡与前膜融合，破裂→量子式释放递质 • 2.突触后过程：
• 递质作用于后膜上的特异性受体或化学门控通道→后膜离子通透性改变→离子跨膜流动→后膜去极化或超级化→产生王家坚介鹏渊周喆郑剑桥罗家骐肖鸿灿
• 传递方式 • 1：经典突触传递 • 2：非定向突触传递 • 3：电突触传递
突触
• 突触类型：轴突（一般）→（树突，胞体，轴突） • 串联性突触（如两个化学性突触组合） • 交互性突触（如化学性突触和电突触） • 混合性突触（多个混合）
突触间隙宽度突触前后膜信号传递方向传递速度突触传递的支配方式

神经元间的信息传递

神经元释放的ACh的调控而产生肌无
力。是一种自身免疫性疾病。
2．肾上腺素能神经递质及其受体：在外周神经系统，末梢释放递质去甲肾上腺素的神经纤维称为肾上腺素能纤维。
⑴肾上腺素能纤维的分布：除了支配汗腺和骨骼肌血管舒张的交感神经节后纤维以外的所有交感神经节后纤维。
⑵肾上腺素能受体：能与肾上腺素(E)及去甲肾上腺素(NE) 结合的受体称为肾上腺素能受体。但作为外周神经递质来说，只有NE。
B.前膜：
⑵ 突触间隙：宽20nm，与细胞外液相通；神经递质经此间隙扩散到后膜。
⑶ 突触后膜：有与神经递质结合的特异受体或化学门控离子通道。后膜对电刺激不敏感（直接电刺激后膜不易产生去极化反应）
2．突触的分类： ⑴ 根据神经元相互接触的部位分为： ① 轴突-树突式突触 ② 轴突-胞体式突触 ③ 轴突-轴突式突触 ④ 树突-树突式突触
第二节神经元间的信息传递化学性突触电突触
定向突触
化学性突触非定向突触
一、突触传递
(一)经典突触的结构和分类
经典突触即经典的定向化学性突触
1．突触的结构： ⑴ 突触小体： A.小体轴浆内有：线粒体；含神经递质的囊泡小而透明囊泡:ACh或氨基酸类；小而致密囊泡:儿茶酚胺类大而致密囊泡:神经肽类
B．与配体的特性有关：（以其对心血管的作用为例）
a．NE对α受体作用强，对β1受体作用弱，对β2受体几乎无作用。 NE与α受体结合，使皮肤血管、胃肠道及肾血管收缩→外周阻力↑→ 血压上升。（用作升压药）
*：NE用于抗休克，提升血压；用于消化道出血，收缩血管产生止血效应
b．肾上腺素对α和β受体作用均强。与β1受体结合：心肌收缩力↑,心率↑→心输出量↑→血压↑ 与α受体结合：皮肤粘膜血管、内脏尤其肾血管收缩→血压↑ 与β2受体结合：骨骼肌血管、冠脉舒张→血压↓ 故肾上腺素是强效心脏兴奋药

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神经元信息传递
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(二) 突触后电位 1．兴奋性突触后电位 Excitatory postsynaptic potential, EPSP ⑴ 兴奋性突触后电位的记录
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脊髓前角运动神经元RP= -70mV，电刺激传入纤维后，脊髓前角运动神经元发生去极化，产生EPSP。
随刺激强度增加，EPSP发生总和而逐渐增大,当EPSP总和达到阈电位-52mV 时，就在轴突始段出现电流密度较大的外向电流，从而爆发可扩布性的AP
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⑵ EPSP产生机制：突触前神经元末梢释放兴奋性递质作用于后膜受体，提高后膜对Na+ 和K+，尤其是Na+的通透性，导致后膜局部去极化。
神经元信息传递
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神经元信息传递
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其它方式：树突-胞体式突触；树
突-
轴突式突触；胞体-轴突
式突触；胞体-树突式
突
触；胞体-胞体式突触
等。
特殊部位的突神经触元信息：传递如神经-骨骼肌
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⑵ 根据突触的组合形式分为：
神经元信息传递
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⑶ 根据突触的传递功能分为： ① 兴奋性突触 (Excitatory synapse) ② 抑制性突触 (Inhibitory synapse)
第二节神经元间的信息传递 Information transmission from one neuron to next
神经元信息传递
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一、神经元间信息传递的方式
the patterns of information transmission from one neuron to next (一)化学性突触(Chemical synapse)
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神经元信息传递
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2．非突触性化学传递的特点： ① 不存在特化的突触前、后膜结构； ② 不存在一对一的支配关系，一个曲张体可支配多个效应细胞；
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③ 曲张体与效应细胞间离一般大于 20nm,远者可达十几μm；递质扩散距离远，耗时长，一般传递时间大于1s；
④ 递质能否产生效应，取决于效应器细胞有无相应受体。
梢→突触前膜去极化→电压门控Ca2+
通道开放→膜外Ca2+内流入前膜→轴
浆内[Ca2+]升高→① 降低轴浆粘度；
②消除前膜内侧负电荷→促进囊泡向
前膜移动、接触、融合、破裂→以出
胞作用形式将神经递质释放入间隙。
（囊泡膜可再循环利用）
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2．间隙过程：神经递质通过间隙并扩散到后膜。
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二、突触传递过程与突触后电位
The process of synaptic transmission & Postsynaptic potential
(一) 突触传递过程 process of synaptic transmission
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1.突触前过程：
神经冲动到达突触前神经元轴突末
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3．突触后过程：神经递质→作用于后膜上特异性
受体或化学门控离子通道→后膜对某些离子通透性改变→带电离子发生跨膜流动→后膜发生去极化或超极化→ 产生突触后电位Postsynaptic potential。
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总之，在突触传递过程中，突触前末梢去极化是诱发递质释放的关键因素；Ca2+是前膜兴奋和递质释放过程的耦联因子；囊泡膜的再循环利用是突触传递持久进行的必要条件。
又称经典突触(Classical synapse)
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1．化学突触的结构： ⑴ 突触小体： A.小体轴浆内有：线粒体；内含神经递质 neurotransmitter 的大小形态不同的囊泡vesicle
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B.前膜：
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⑵ 突触间隙（Synaptic cleft）：宽20nm，与细胞外液相通；神经递质经此间隙扩散到后膜；存在使神经递质失活的酶类。
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3．突触后电位的特点： EPSP和IPSP均属局部电位
① 等级性：大小与递质释放量有关； ② 电紧张扩布：这种作用取决于局
部电位与邻近细胞RP之间的电位差的大小和距离的远近，电位差. 越大，距离越近，影响越大。 ③ 可叠加性
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4．EPSP和IPSP在突触后神经元的整合（integration）同时与多个神经末梢形成突触的突触后神经元，其电位变化的总趋势取决于同时所产生的EPSP和IPSP的代数和。
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2．抑制性突触后电位
Inhibitory postsynaptic potential, IPSP ⑴ 抑制性突触后电位的记录
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⑵IPSP产生机制：突触前神经元(抑制性中间神经元) 末梢释放抑制性递质作用于突触后膜，后膜①Cl-通道开放，Cl-内流，膜发生超极化；②对K+的通透性增加、K+外流增加，以及Na+ 或Ca2+ 通道关闭，膜发生超极化。
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(二)电突触 Electrical synapse 1．结构特点： ⑴ 结构基础是缝隙连接
Gap junction ⑵ 两个神经元间紧密接触部位膜
间距仅为2-3nm；
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⑶ 膜两侧胞浆内不存在vesicle，两侧膜上有沟通两细胞胞浆的水相通道蛋白质，允许带电离子通过；
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三、突触的抑制和易化
Synaptic inhibition &
神经元信息传递
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⑶ 突触后膜（Postsynaptic membrane)：有与神经递质结合的特异受体、化学门控离子通道。后膜对Байду номын сангаас刺激不敏感（直接电刺激后膜不易产生去极化反应）
神经元信息传递
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2．突触的分类： ⑴ 根据神经元的接触部位分为： ① 轴突-树突式突触 ② 轴突-胞体式突触 ③ 轴突-轴突式突触 ④ 树突-树突式突触
⑷ 无突触前、后膜之分，为双向传递； ⑸ 电阻低，传递速度快，几乎不存在
潜伏期。
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2．功能意义：使许多神经元产生同步性放电或同步性活动。
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(三)非突触性化学传递 Non-synaptic chemical transmission
1．非突触性化学传递的结构：
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